CN206185608U - 一种激光衍射对刀检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种激光衍射对刀检测仪，属于超精密加工对刀检测领域。该仪器装置包括支撑结构、弯管结构、检测结构；所述支撑结构，为整个装置提供支撑，升降副通过齿轮轴与齿条配合，为装置提供升降运动，支撑结构与弯管通过螺栓连接固定，弯管通过法兰垂直固定两个转台，可调整装置的水平与垂直角度，弯管一端通过螺纹与检测结构连接，激光器通过激光器套筒利用螺纹连接固定于横架上，狭缝大小可以通过旋转齿轮轴进行调节，同时狭缝与激光器的距离可以通过位置调整螺栓进行调节，CCD通过凹槽固定于CCD安装箱，CCD安装箱与滑块刚性连接(焊接)。本实用新型优点在于对刀检测简单方便、仪器成本低，检测精度高等。

Description

一种激光衍射对刀检测仪

技术领域

本实用新型属于超精密对刀检测领域，具体涉及一种激光衍射对刀检测仪。

背景技术

零件加工过程中的对刀与刀具磨损的检测是精密加工研究领域的一个重要研究方向，对刀的精度与刀具的磨损都直接影响到了被加工工件的精度。国内外对对刀与刀具的磨损检测方法主要分为：离线检测和在线检测。离线检测方法大都是通过刀具预调测量仪来完成的。目前，刀具预调测量仪的对刀测量精度已经达到了微米级，对于一些精度要求极为苛刻的仪器来说，微米级的精度已经满足不了一些超精密仪器的要求，而这类设备往往受到国外的技术封锁或者形成了价格垄断。在线检测方法又可以分为：光电检测和激光衍射检测。已有的超精密机床光电式在线对刀检测装置只能检测出刀具刀刃尺寸以及相对机床的坐标，但是相对于工件表面的坐标关系无法获得，仍需采用肉眼识别或试切加工的方法确定精加工基准。这种情况对于一些在工件原始表面的加工需求来说无法满足，例如光栅机械刻划加工。而目前光栅机械刻划过程中的对刀大多采用多次试刻和观测划痕的方法进行对刀检测，并没有专门的检测仪器。因此急需一种新颖、专门的在线对刀仪器实现超精密加工过程中刀具相对于工件原始表面的对刀(对刀距离、刀具几何尺寸、刀具偏角、刀具磨损等)检测。本方面内容可以在不破坏材料表面的情况下，利用激光衍射效应，检测出刀具相对于工件之间的距离及刀具的几何参数信息，具有简单方便、成本低、精度高等特点。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述问题，提供一种激光衍射对刀检测仪。

本实用新型一种激光衍射对刀检测仪，包括支撑结构、弯管结构、检测结构；所述支撑结构与弯管结构通过螺栓连接，可以实现整个装置的升高降低，弯管结构与检测结构通过螺纹连接，可以调节检测装置的水平和垂直角度。

本实用新型所述支撑结构包括：方形支架、方形固定块、底座支架、齿条Ⅰ、升降副、紧固螺栓Ⅰ、齿轮轴Ⅰ、固定底座。固定底座与工作台通过螺栓固定为激光衍射对刀检测仪提供支撑平台，底座支架与固定底座通过焊接固定，齿条Ⅰ与底座支架通过螺栓连接，升降副与齿条Ⅰ通过紧固螺栓Ⅰ固定，齿轮轴Ⅰ与升降副间隙配合，通过齿轮轴Ⅰ实现齿轮与齿条Ⅰ的啮合从而调整升降副的升高和降低，方形支架与升降副通过螺丝固定，方形固定块与方形支架通过焊接固定。

本实用新型所述弯管结构包括：紧固螺栓Ⅱ、法兰Ⅰ、转台Ⅰ、弯管、法兰Ⅱ、转台Ⅱ、紧固螺栓Ⅲ。转台Ⅱ与方形固定块通过螺栓连接，法兰Ⅱ与转台Ⅱ通过螺丝连接，弯管与法兰Ⅱ通过螺栓连接并通过紧固螺栓Ⅲ锁死，紧固螺栓Ⅲ与转台Ⅱ通过螺纹连接，通过紧固螺栓松紧可以实现弯管在水平位置的任意角度旋转，转台Ⅰ与弯管通过螺栓连接，法兰Ⅰ与转台Ⅰ通过螺栓连接，紧固螺栓Ⅱ与转台Ⅰ通过螺纹连接。

本实用新型所述检测结构包括：激光器、激光器套筒、狭缝宽度调整螺栓、滑块Ⅰ、狭缝挡块、滑块Ⅱ、位置调整螺栓、傅里叶透镜、CCD相机、CCD安装箱、齿轮轴Ⅱ、滑块Ⅲ、横架、伸缩臂、齿条Ⅱ、齿轮、连接杆。激光器套筒将激光器通过螺栓固定在横架上，狭缝宽度调整螺栓与滑块Ⅱ通过螺纹连接，滑块Ⅰ与狭缝挡块焊接固定，狭缝宽度调整螺栓可调整狭缝的宽度，狭缝挡块在滑块Ⅱ上具有线性自由度，位置调整螺栓与滑块Ⅰ通过螺纹连接，可以调整狭缝与激光器之间的距离，傅里叶透镜与CCD相机通过过盈配合，CCD相机与CCD安装箱间隙配合，CCD安装箱与齿条Ⅱ通过螺栓连接，齿轮轴Ⅱ与滑块Ⅲ间隙配合，滑块Ⅲ与横架通过螺栓连接，横架与连接杆通过伸缩臂螺栓固定，齿条Ⅱ与齿轮啮合，齿轮与齿轮轴Ⅱ过盈配合，连接杆与法兰Ⅰ通过螺栓连接并通过紧固螺栓Ⅱ锁死，通过齿轮轴Ⅱ带动CCD相机移动，调整CCD相机与狭缝挡块的距离。

本实用新型具有以下有益效果：

整个装置的安装固定操作简单方便。检测过程中，检测装置的高度可调，水平角度可调，竖直角度可调，从而可实现空间中任意位置、任意角度的测量。由于其具有很大的使用灵活性，因此大大提高了整个检测流程的效率，而且检测结果更具有准确性和可信度。

附图说明

图1为本实用新型激光衍射对刀装置的结构示意图。

图2为本实用新型支撑结构的结构示意图。

图3为本实用新型弯管结构的示意图。

图4为本实用新型检测结构示意图。

图5为图4中衍射接收部分结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参阅图1至图4，本实施方式的一种激光衍射对刀检测仪，该装置包括：支撑结构1、弯管结构2、检测结构3，所述支撑结构1与弯管结构2通过螺栓连接，可以实现整个装置的升高降低，弯管结构2与检测结构3通过螺纹连接，可以调节检测装置的水平和垂直角度。

参阅图2，所述支撑结构1包括：方形支架101、方形固定块102、底座支架103、齿条Ⅰ104、升降副105、紧固螺栓Ⅰ106、齿轮轴Ⅰ107、固定底座108。固定底座108与工作台通过螺栓固定为激光衍射对刀检测仪提供支撑平台，底座支架103与固定底座108通过焊接固定，齿条Ⅰ104与底座支架103通过螺栓连接，升降副105与齿条Ⅰ104通过紧固螺栓Ⅰ106固定，齿轮轴Ⅰ107与升降副105间隙配合，通过齿轮轴Ⅰ107实现齿轮与齿条Ⅰ104的啮合从而调整升降副105的升高和降低，方形支架101与升降副105通过螺丝固定，方形固定块102与方形支架101通过焊接固定。

参阅图3，所述弯管结构2包括：紧固螺栓Ⅱ201、法兰Ⅰ202、转台Ⅰ203、弯管204、法兰Ⅱ205、转台Ⅱ206、紧固螺栓Ⅲ207。转台Ⅱ206与方形固定块102通过螺栓连接，法兰Ⅱ205与转台Ⅱ206通过螺丝连接，弯管204与法兰Ⅱ205通过螺栓连接并通过紧固螺栓Ⅲ207锁死，紧固螺栓Ⅲ207与转台Ⅱ206通过螺纹连接，通过紧固螺栓207松紧可以实现弯管204在水平位置的任意角度旋转，转台Ⅰ203与弯管204通过螺栓连接，法兰Ⅰ202与转台Ⅰ203通过螺栓连接，紧固螺栓Ⅱ201与转台Ⅰ203通过螺纹连接。

参阅图4和图5，所述检测结构3包括：激光器301、激光器套筒302、狭缝宽度调整螺栓303、滑块Ⅰ304、狭缝挡块305、滑块Ⅱ306、位置调整螺栓307、傅里叶透镜308、CCD相机309、CCD安装箱310、齿轮轴Ⅱ311、滑块Ⅲ312、横架313、伸缩臂314、齿条Ⅱ315、齿轮316、连接杆317。激光器套筒302将激光器301通过螺栓固定在横架313上，狭缝宽度调整螺栓303与滑块Ⅱ306通过螺纹连接，滑块Ⅰ304与狭缝挡块305焊接固定，狭缝宽度调整螺栓303可调整狭缝的宽度，狭缝挡块305在滑块Ⅱ306上具有线性自由度，位置调整螺栓307与滑块Ⅰ304通过螺纹连接，可以调整狭缝与激光器301之间的距离，傅里叶透镜308与CCD相机309通过过盈配合，CCD相机309与CCD安装箱310间隙配合，CCD安装箱310与齿条Ⅱ315通过螺栓连接，齿轮轴Ⅱ311与滑块Ⅲ312间隙配合，滑块Ⅲ312与横架313通过螺栓连接，横架313与连接杆317通过伸缩臂314螺栓固定，齿条Ⅱ315与齿轮316啮合，齿轮316与齿轮轴Ⅱ311过盈配合，连接杆317与法兰Ⅰ202通过螺栓连接并通过紧固螺栓Ⅱ201锁死，通过齿轮轴Ⅱ311带动CCD相机309移动，调整CCD相机309与狭缝挡块305的距离。

本具体实施，使用时，通过调整伸缩臂314与横架313之间的距离，将检测结构3中激光器301与CCD相机309放置于刀架两侧，并将固定底座108固定于光栅刻划机的适当位置，转动转台Ⅱ206与转台Ⅰ203到合适的角度后，通过旋转紧固螺栓Ⅱ201与紧固螺栓Ⅲ207将弯管2的角度及横架3的角度固定，再次调整伸缩臂314与横架313之间的距离，使激光器301与CCD相机309之间的距离合适，调整狭缝挡块305使之与刀具之间的形成微小的距离，打开激光器301，调整位置调整螺栓307直到在电脑上观测到清晰的莫尔条纹

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种激光衍射对刀检测仪，其特征在于，包括支撑结构(1)、弯管结构(2)、检测结构(3)；所述支撑结构(1)与弯管结构(2)通过螺栓连接，弯管结构(2)与检测结构(3)通过螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种激光衍射对刀检测仪，其特征在于，所述支撑结构(1)包括：方形支架(101)、方形固定块(102)、底座支架(103)、齿条Ⅰ(104)、升降副(105)、紧固螺栓Ⅰ(106)、齿轮轴Ⅰ(107)、固定底座(108) ，固定底座(108)与工作台通过螺栓固定，底座支架(103)与固定底座(108)通过焊接固定，齿条Ⅰ(104)与底座支架(103)通过螺栓连接，升降副(105)与齿条Ⅰ(104)通过紧固螺栓Ⅰ(106)固定，齿轮轴Ⅰ(107)与升降副(105)间隙配合，方形支架(101)与升降副(105)通过螺丝固定，方形固定块(102)与方形支架(101)通过焊接固定。

3.根据权利要求1所述的一种激光衍射对刀检测仪，其特征在于，所述弯管结构(2)包括：紧固螺栓Ⅱ(201)、法兰Ⅰ(202)、转台Ⅰ(203)、弯管(204)、法兰Ⅱ(205)、转台Ⅱ(206)、紧固螺栓Ⅲ(207) ，转台Ⅱ(206)与方形固定块(102)通过螺栓连接，法兰Ⅱ(205)与转台Ⅱ(206)通过螺丝连接，弯管(204)与法兰Ⅱ(205)通过螺栓连接并通过紧固螺栓Ⅲ(207)锁死，紧固螺栓Ⅲ(207)与转台Ⅱ(206)通过螺纹连接，转台Ⅰ(203)与弯管(204)通过螺栓连接，法兰Ⅰ(202)与转台Ⅰ(203)通过螺栓连接，紧固螺栓Ⅱ(201)与转台Ⅰ(203)通过螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种激光衍射对刀检测仪，其特征在于，所述检测结构(3)包括：激光器(301)、激光器套筒(302)、狭缝宽度调整螺栓(303)、滑块Ⅰ(304)、狭缝挡块(305)、滑块Ⅱ(306)、位置调整螺栓(307)、傅里叶透镜(308)、CCD相机(309)、CCD安装箱(310)、齿轮轴Ⅱ(311)、滑块Ⅲ(312)、横架(313)、伸缩臂(314)、齿条Ⅱ(315)、齿轮(316)、连接杆(317) ，激光器套筒(302)将激光器(301)通过螺栓固定在横架(313)上，狭缝宽度调整螺栓(303)与滑块Ⅱ(306)通过螺纹连接，滑块Ⅰ(304)与狭缝挡块(305)焊接固定，狭缝挡块(305)在滑块Ⅱ(306)上具有线性自由度，位置调整螺栓(307)与滑块Ⅰ(304)通过螺纹连接，傅里叶透镜(308)与CCD相机(309)通过过盈配合，CCD相机(309)与CCD安装箱(310)间隙配合，CCD安装箱(310)与齿条Ⅱ(315)通过螺栓连接，齿轮轴Ⅱ(311)与滑块Ⅲ(312)间隙配合，滑块Ⅲ(312)与横架(313)通过螺栓连接，横架(313)与连接杆(317)通过伸缩臂(314)螺栓固定，齿条Ⅱ(315)与齿轮(316)啮合，齿轮(316)与齿轮轴Ⅱ(311)过盈配合，连接杆(317)与法兰Ⅰ(202)通过螺栓连接并通过紧固螺栓Ⅱ(201)锁死。